1、为什么你的车机在5G信号下依然稳定?
随着智能汽车的发展,车载电子面临的电磁干扰(EMI)越来越复杂——从高压电线的低频噪声,到5G/雷达的高频辐射,如何确保系统稳定?ISO 11452-4 标准给出了答案:大电流注入(BCI) 和 管状波耦合器(TWC) 两种测试方法,分别针对不同频段的干扰。今天,我们就用最通俗的语言,拆解它们的核心差异和应用场景!
2、ISO 11452-4的前世今身?
ISO 11452-4是由国际标准化组织制定的汽车电子部件电磁兼容性(EMC)测试国际标准,聚焦于线束激励实验方法。该标准历经2005年版、2011年版和2020年版三次迭代更新,核心内容包括大电流注入法(BCI,Bulk Current Injection)和管状波耦合器法(TWC,Transverse Wave Coupler)两种实验方法。
3、实验目的:BCI和TWC测什么?
ISO 11452-4 是汽车电子EMC抗扰度测试的核心标准,主要评估线束在电磁干扰下的稳定性。它包含两种方法:BCI(大电流注入):模拟 1MHz~400MHz 的干扰(如高压线、电机噪声)。TWC(管状波耦合器):覆盖 400MHz~3GHz 的高频干扰(如5G、Wi-Fi、车载雷达)
4、BCI测试方法
测试原理:
通过 电流注入钳(相当于变压器)向线束直接注入干扰电流。
线束作为“次级绕组”接收干扰,模拟强电磁环境(如电动汽车高压系统)。
关键参数:
频率范围:1MHz~400MHz
测试距离:150mm、450mm、750mm(替代法)或900mm(功率限制的闭环法)。
电流强度:1mA~100mA(甚至更高,如军用标准可达1A)。
电流监测探头确保注入精度(功率限制的闭环法必须使用)
BCI测试又分为 DBCI(Direct BCI) 和 CBCI(Coupled BCI)
特性 | DBCI(差模) | CBCI(共模) |
干扰路径 | 线束之间 | 线束对地 |
频率范围 | 0.1MHz-30MHz | 30MHz-400MHz |
注入距离 | 150mm/450mm | 450mm/750mm |
监测要求 | 可选 | 可选 |
4.1 . DBCI(差模)
测试目的:模拟干扰信号通过线束之间的差模耦合(如CAN总线、电源线对等)。
测试方法:
电流注入探头(电流钳)夹住被测线束,注入干扰信号(通常 0.1MHz–30MHz)。
干扰电流在 线束之间 形成回路(如信号线与地线之间)。
典型测试布置:
系统台架说明:
(1)上方是大电流注入测试系统 EA - 412,具备 “RF OUT 功放输出” 和 “RF IN 功率计输入” 接口。
容测电子 EA-412 BCI大电流注入测试系统
(2)下方测试区域包含 “DUT(被测设备)”,用于放置被测对象;
(3)“Injection probe(注入探头)”,负责将电流注入测试回路;
(4) “AE” 部件,以及由 “Battery(电池)” 和 “人工电源网络 EA - USN200N” 组成的供电部分,
(5) “Ground plane(接地面)” 上进行。
替代法的核心思路是,通过在不同位置(图中用虚线和实线标注的注入探头位置)进行测试,对比不同情况下的测试结果,以此来评估被测设备在大电流注入下的性能
4.2 CBCI(共模)
测试目的:模拟干扰通过线束对地的共模耦合(如空间辐射耦合到线缆屏蔽层)。
测试方法:
电流注入探头施加干扰(通常 30MHz–400MHz)。干扰电流通过 线束与地平面 形成回路。
典型测试布置:
注入点距离DUT 900mm(高频段需考虑波长影响)。必须使用 电流监测探头 确保注入电流符合标准等级
系统台架说明:
(1)上方是大电流注入测试系统 EA - 412,
“RF OUT 功放输出” 和 “RF IN 功率计输入” 接口。
(2)下方测试区域包含 “DUT(被测设备)”,用于放置被测对象;
(3)“Measurement probe(测量探头)”,用于检测相关信号;
(4)“Injection probe(注入探头)”,负责将电流注入测试回路;
(5)“AE” 部件,还有 “Battery(电池)” 及 “人工电源网络 EA -LSN200N”,为测试提供电源等支持。
(6)整个测试在 “Ground plane(接地面)” 上进行,通过闭环控制且限制功率,来开展大电流注入相关测试。
深度解读:为什么车企既做DBCI又做CBCI?
DBCI 更适用于强干扰环境(如电动汽车高压系统),确保极端情况下设备不宕机。
CBCI 更关注高频无线干扰(如智能驾驶传感器的抗手机信号干扰能力)。
5、TWC测试方法
因TWC呈电容特性,在高频部分响应良好,TWC注入法模拟较高频率射频信号耦合到试验样品线束,可视为BCI注入的高频扩展,将测试频率上限扩展到3GHz。TWC测试方法模拟特定电磁脉冲干扰,评估线束和电缆系统对瞬态干扰的抵抗能力,这些干扰可能源于电动汽车或混合动力汽车工作,如电机启动或切换电池模式。在适用高频段,TWC是评估线束对辐射场耦合(尤其容性耦合)抗扰度的有效方法。
测试原理:
采用 电容耦合(非感性),通过同轴结构将高频信号耦合到线束26。
专为 GHz频段(如5G、车载雷达)设计,弥补BCI高频效率低的问题。
关键参数:
频率范围:400MHz~3GHz
测试距离:仅需 100mm(相比BCI更近)。
功率校准:以dBm为单位,需补偿耦合损耗。
典型布置:
线束穿过TWC内导体,射频输入端连接功放,终端接50Ω负载。
无需破坏线束结构,适合高频敏感设备(如毫米波雷达)。
测试方法全对比
6、BCI的校准
在开始正式BCI实验之前,都需要对系统进行校准,主要目的是保证测量的准确性和一致性。
校准示意图原理
(1)利用大电流注入测试系统 EA - 412 产生已知特性的射频信号,通过 “RF OUT 功放输出” 端口输出信号。
(2)将电流注入钳校准夹具 EA - BCICF - 1 放置在接地面(Ground Plane)上,夹具内的电流注入探头与射频负载相连。注入的射频信号通过电流注入探头耦合到负载上,同时利用功率计从 “RF IN 功率计输入” 端口测量反馈信号 ,根据测量值对注入电流进行调整和校准,建立起注入信号与实际注入电流之间的准确对应关系。
总结与展望
BCI和TWC最终目的都是评估电子电气部件(EUT)通过其线束对电磁干扰的抗扰度。
BCI适合评估线束对中低频主导的传导性/感应性耦合共模电流干扰的抗扰度,
TWC适合评估线束对高频辐射场耦合(容性主导)的抗扰度,
二者都适用于各类车辆(传统燃油车、电动车EV、混动车HEV)的电子电气部件线束抗扰度测试。在机动车零部件EMC抗干扰测试中,BCI和TWC各有优势,选择取决于具体测试需求和频段范围。随着TWC成为高频EMC测试重要手段,设备选型很关键。正确的测试设备和方法能提高效率、确保产品电磁兼容性、降低合规风险。
长沙容测电子股份有限公司致力于电磁兼容测试设备的研发以及电磁兼容测试技术的推广普及,全力为客户提供专业的EMC测试产品和解决方案。
我们的产品:
民用领域:静电放电发生器、脉冲群发生器、雷击浪涌发生器、射频传导抗干扰测试系统、工频磁场发生器、脉冲磁场发生器、阻尼振荡磁场发生器、交流电压跌落发生器、振铃波发生器、共模传导抗扰度测试系统、阻尼振荡波发生器、直流电压跌落发生器等
汽车领域:静电放电发生器、7637测试系统、汽车电子可编程电源、瞬态发射开关测量、汽车线束微中断发生器、BCI大电流注入测试系统、EMI接收机、辐射抗扰度测试系统、低频磁场抗扰度测试系统、射频辐射抗扰度测试系统等
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